Физико-механические свойства, т. е. поведение пенопластов при воздействии на них механических нагрузок, обусловлены характеристиками их пористой структуры и свойствами исходного полимера, его природой. Мелкопористые пенопласты с преобладанием замкнутых пор отличаются большей механической прочностью, чем крупнопористые материалы и материалы с преимущественно сообщающимися порами, полученные из одного и того же исходного полимера (композиции). В условиях напряженного состояния у пенопластов наблюдаются резко выраженные отклонения как от свойств идеально упругих тел, для которых в соответствии с законом Гука напряжение прямо пропорционально деформации и не зависит от ее скорости, так и от свойств идеально вязких жидкостей, для которых напряжение прямо пропорционально скорости деформации и не зависит от самой деформации. Для пенопластов характерны вязкая упругость и замедленное деформирование во времени. Поэтому рассмотрение вопросов разрушения пенопластов сводится к анализу их деформативности. При сжатии в пенопластах в большинстве случаев отсутствует хрупкое разрушение и, следовательно, четко выраженная характеристика прочности. Поэтому показатель прочности определяют условно при заданной деформации материала (при 2 или 10%-ной относительной деформации).

Наиболее высокими прочностными показателями обладают прессовые полистирольные пенопласты и винильные пенопласты. Варьирование рецептур полиуретановых композиций в весьма широких пределах позволяет получать пенопласты этого вида с различными прочностными и упругими свойствами, соответствующими назначению тех или иных изделий. Фенольные пенопласты характеризуются повышенной хрупкостью, что объясняется особенностями химического строения фенолоформальдегидных смол. Их макромолекулы, состоящие из фенольных ядер, связанных короткими малоподвижными мостичными связями, имеют малую подвижность элементарных звеньев. Вязкость этих смол повышают путем совмещения их с нитрильными каучуками или пластифицирующими агентами. К хрупким пенопластам, характеризующимся невысокой прочностью, относятся мочевиноформальдегидные пенопласты.